Chapter Content
A ver, a ver... por dónde empiezo... Mira, es que cuando empiezas a estudiar el universo, todo eso que dabas por sentado en la escuela, lo que te parecía "obvio", pues deja de serlo, ¿sabes?
Yo me acuerdo, creciendo en el este de Los Ángeles, el cielo nocturno estaba súper contaminado por la luz. La primera vez que vi un cielo de verdad oscuro, oscuro de verdad, fue cuando me fui de acampada con mis amigos del instituto al desierto de Mojave. ¡Guau!
El cielo a medianoche era negro, negrísimo, y las estrellas, como gemas brillantes, parecían tan cerca que podías estirar la mano y tocarlas. La Vía Láctea parecía un río incandescente, ¡una pasada!
Un cielo nocturno despejado no solo te impacta con su majestuosidad cósmica, ¿eh? Te hace preguntarte qué habrá ahí fuera. Remueve algo profundo en el alma humana, de verdad.
Yo creo que por eso la astronomía es, posiblemente, la más emocional y espiritual de todas las ciencias.
Platón, en La República, ya lo decía, ¿no?: "Pues yo creo que cualquiera se dará cuenta de que la astronomía obliga al alma a mirar hacia arriba y nos lleva de este mundo a otro". ¡Fíjate!
La astronomía es una ciencia antiquísima, desde luego. Civilizaciones tan antiguas como la de Mesopotamia, allá por el 3500 antes de Cristo, ya practicaban la astronomía... junto con su prima hermana, que no tenía tan buena fama, la astrología. Los antiguos sacerdotes eran los astrónomos originales, siempre escudriñando los cielos en busca de señales importantes para la religión, la agricultura y la sociedad.
Pero a ver, la astronomía también es una ciencia peculiar, ¿eh? Se podría decir que ni siquiera es una ciencia "verdadera", ¿sabes? A diferencia de las ciencias duras, como la física, la química o la biología, la astronomía busca entender objetos que están completamente fuera de nuestro alcance y control. No puedes hacer que las estrellas y los planetas hagan lo que tú quieras, como sí puedes hacer con las poleas, los átomos o las células vivas. Así que no puedes hacer experimentos controlados fácilmente, que es lo básico para cualquier ciencia creíble, ¿me explico?
La mayoría de las veces, lo único que puedes hacer es analizar la luz que viene de objetos lejanísimos, intentando sacar de ella toda la información posible.
Sir William Bragg, el científico británico, lo dijo muy bien: "La luz nos trae las noticias del Universo. Viniendo del sol y de las estrellas, nos cuenta de su existencia, sus posiciones, sus movimientos, sus constituciones y muchos otros asuntos de interés". Tiene toda la razón.
Pero la información que podemos sacar de esa luz celestial es limitada, ¿eh? Sobre todo, porque ahora tenemos pruebas de que el 95% del universo es imperceptible. ¡El 95%!
Sí, sí, así como lo oyes. Parece que el 95% del cosmos está oculto para nosotros, en forma de materia oscura, energía oscura y otros fenómenos secretos. No emite ninguna luz detectable, nada de nada. Es invisible, completamente.
Eso significa que los astrónomos nos vemos obligados a trabajar casi siempre a oscuras. Literalmente. Tenemos que confiar en la fe – idealmente, una fe iluminada basada en la inteligencia y la inteligencia espiritual – para creer y defender nuestras conjeturas sobre este cosmos que es, en su mayor parte, invisible y ajeno a este mundo.
Un astrofísico británico de la Universidad de Durham, Richard Massey, dice: "La materia oscura no es sobrenatural, pero su comportamiento misterioso ciertamente trae esa idea a la mente". ¡Qué fuerte!
Y lo mismo pasa con la energía oscura. Es el nombre que le damos a esa cosa invisible que parece estar haciendo que el universo se expanda cada vez más rápido. Pero no tenemos ni idea de qué es, en absoluto.
Otro astrofísico, este americano, Saul Perlmutter, dice que "la energía oscura es algo aún más raro que la materia oscura". En su día, Perlmutter y dos colegas descubrieron que la expansión del universo se estaba acelerando, y eso les valió el Premio Nobel de Física.
Bueno, pues ¿qué es la materia oscura? ¿Qué es la energía oscura? Pues mira, estas no son las únicas grandes incógnitas con las que estamos luchando los astrónomos.
Los cosmólogos, por ejemplo, nos centramos en la imagen global, en cómo se ve todo el universo y cómo llegó a ser así. Y te digo una cosa, la cosmología pone a prueba el método científico y la mente humana hasta el límite, vamos, más allá del límite. Opera en un reino que está mucho más allá de los experimentos controlados convencionales, mucho más allá de lo que podemos ver o incluso imaginar, mucho más allá de la lógica y el coeficiente intelectual. Un reino al que solo puede acceder nuestra inteligencia espiritual, que no ve, pero que sí penetra.
Para mí, no hay nada más emocionante que eso.
Un físico y cosmólogo de la Universidad de Oregón, Gregory Bothun, dice que aunque la cosmología física es una mezcla de la teoría de partículas elementales, la relatividad general y las observaciones astronómicas, todavía hay espacio para elementos de misticismo e imaginación. Dice que los misterios de la cosmología son tan profundos que no hay un modelo claro y preferido para el origen y la evolución de la estructura del Universo.
A ver, ¿qué tan grande es el universo? Los cosmólogos antiguos no se ponían de acuerdo en esto. Algunos decían que era infinitamente grande. Otros decían que tenía límites.
Hoy en día tenemos telescopios lo suficientemente potentes y métodos lo suficientemente ingeniosos como para medir el tamaño del universo con cierta fiabilidad. Uno de esos métodos se llama la escalera de distancias cósmicas, que utiliza algunas técnicas ingeniosas para estimar distancias, paso a paso, como los peldaños de una escalera, hasta lo más profundo del cosmos.
La escalera de distancias cósmicas es un homenaje al ingenio y la inventiva de los cosmólogos. Utiliza de forma muy inteligente la poca información que podemos obtener de la luz del cielo.
Pero por muy ingeniosa que sea la escalera, cada una de sus técnicas no es del todo fiable. Cada técnica de cálculo de distancias – cada peldaño – depende de la exactitud de todos los peldaños anteriores. Así que, si falla alguna técnica, socava todo lo que viene después. Parafraseando un dicho, la escalera de distancias cósmicas solo es tan fuerte como su peldaño más débil.
Basándonos en las mejores estimaciones de la escalera, ahora creemos que el universo observable tiene unos 92.000 millones de años luz de diámetro. ¡Una barbaridad!
Pero el universo físico real es mucho más grande que eso. Lo que pasa es que sus regiones más externas se están alejando de nosotros tan rápido que su luz nunca nos alcanzará. Esas regiones siempre permanecerán ocultas para nosotros.
Como no podemos ver las regiones más externas del universo, no podemos utilizar la escalera de distancias cósmicas para calcular su tamaño real y definitivo. Pero gracias a la relatividad general, podemos hacer una conjetura fundamentada basándonos en el valor numérico de la densidad crítica del universo observable. Si alguna vez has estado a dieta, piensa en la densidad crítica como tu peso ideal, ¿vale?
Si el universo tiene sobrepeso – si su densidad total de masa-energía supera la densidad crítica – entonces el tamaño del universo es finito. Los cosmólogos lo llamamos un universo cerrado. Y un día, debido a su obesidad, ese universo colapsará sobre sí mismo.
Si el universo está en su peso ideal o por debajo de él – si su densidad total de masa-energía es igual o menor que la densidad crítica – entonces su tamaño es infinito. A ese universo lo llamamos plano o abierto, respectivamente. En ambos casos, ese universo sigue expandiéndose, diluyéndose y transformándose en una nada fría y muerta.
Por muy improbable que sea, nuestro universo parece tener precisamente el peso ideal. No está ni demasiado gordo ni demasiado delgado. Está perfecto.
Esto significa que el universo es infinitamente grande y plano, aunque por los pelos. En otras palabras, en nuestro universo, aventurarse en el espacio es como recorrer un vasto desierto cuyos horizontes nunca podremos alcanzar. Nunca jamás.
Pero hay un pequeño detalle...
Datos recientes del Observatorio Orbital Planck implican que el universo es en realidad obeso; que tiene una densidad mucho mayor que la densidad crítica. Si es así, nuestro universo es en realidad finito y cerrado. En ese caso, aventurarse en el espacio es como viajar en círculos: después de un tiempo, vuelves al punto de partida.
Ahora, ¿qué edad tiene el universo? Durante muchos siglos, nadie se hizo esta pregunta. Todo el mundo estaba de acuerdo en que el cosmos no tenía edad y era estático. Que lo que vemos hoy es lo que siempre ha existido y siempre existirá.
Pues fíjate, esa visión del mundo prevaleció hasta principios del siglo XX. Fue entonces cuando los científicos hicieron dos descubrimientos absolutamente devastadores.
En 1915, un jovencísimo Albert Einstein publicó su teoría de la relatividad general, súper convencido de que afirmaría la teoría de la edad estática (TEA). Pero no fue así, ¡al contrario! En cambio – para su horror – planteó la posibilidad de que el universo se esté expandiendo.
Asustado, Einstein modificó rápidamente la preciosa ecuación de la gravedad de su teoría. Insertó un factor de corrección llamado lambda, la constante cosmológica.
Con lambda en su sitio, la ecuación de Einstein encajaba perfectamente con la TEA. Todo iba bien en el mundo de la cosmología.
Pero entonces, un astrónomo americano publicó datos que mostraban que las galaxias se están alejando unas de otras, como tantos trozos de metralla después de una explosión. Resumió los resultados en lo que ahora se llama la Ley de Hubble:
v = H x d
Traducido al español, dice:
v (la velocidad a la que una galaxia se aleja de nosotros)
es igual a
H (la constante de Hubble) por d (la distancia de la galaxia a nosotros)
En resumen, cuanto más lejos está la galaxia, más rápido se aleja de nosotros.
Una vez más, el mundo de la cosmología se vio sumido en el caos.
Pero esta vez los cosmólogos no pudieron evitar la inevitable y chocante conclusión: Nuestro universo parece haber explotado en la existencia y ahora se está expandiendo. Tal y como había indicado la ecuación de la gravedad original e incontaminada de Einstein.
Los cosmólogos descartaron la venerable TEA y, por primera vez en la historia de la humanidad, se hicieron la pregunta: ¿Qué edad tiene el universo?
Rápidamente se dieron cuenta de que la constante de Hubble les daba la respuesta. Me explico:
Una H grande (expansión rápida) significa que el universo alcanzó su tamaño actual rápidamente. Lo que significa que es relativamente joven.
Una H pequeña (expansión lenta) significa que el universo ha tardado mucho tiempo en expandirse hasta su tamaño actual. Lo que significa que es relativamente viejo.
Así que lo único que tenían que hacer los cosmólogos era fijar el valor de H.
Pero eso resultó ser más fácil de decir que de hacer.
El valor de H, verás, depende de las estimaciones de las distancias cósmicas. Pero, como ya he explicado, esas no son precisas, ni siquiera con la ayuda del Telescopio Espacial Hubble.
Además, el valor de H no es constante; cambia con el tiempo. Lo que significa que los cosmólogos necesitamos saber cómo era el universo en cada etapa de su crecimiento, empezando por cuando era un recién nacido.
Pero, ¿cómo puedes conseguir fotos del universo cuando era un bebé? Respuesta: mirando lo suficientemente lejos en el espacio.
La luz de los objetos muy distantes tarda miles de millones de años en llegar a nuestros telescopios; así que su llegada transmite imágenes del cosmos infantil. El cosmos de hace miles de millones de años.
Así que juntando toda esa información, se llegó a la conclusión de que el universo tiene una edad de 13,8 mil millones de años.
Pero incluso ahora mismo, hay cosmólogos que están cuestionando el valor de H. ¡Esto no acaba nunca!
La cosa es que hay algo en el modelo cosmológico que no estamos entendiendo bien.
Y ahora, ¿cómo empezó el universo? Pues mira, al principio, no había principio. Eso es porque, al principio, los astrónomos creían en la TEA. No fue hasta principios de la década de 1930 cuando los cosmólogos admitieron su error y abrazaron la idea de un universo en expansión.
Unos años antes de que eso ocurriera, un cosmólogo belga y monseñor católico romano llamado Georges Henri Joseph Édouard Lemaître se adelantó a los acontecimientos – y fue duramente ridiculizado por su audacia.
Lemaître no era ningún vago. Tenía dos doctorados – uno en matemáticas por la Universidad Católica de Lovaina y otro en física por el MIT.
En 1927 – dos años antes del descubrimiento de Hubble sobre la expansión del universo – Lemaître publicó un artículo con el imponente título "Un universo homogéneo de masa constante y radio creciente que explica la velocidad radial de las nebulosas extragalácticas". En él, hizo la sorprendente afirmación de que el universo salió de un "huevo cósmico" o "átomo primigenio" – un anuncio de la teoría del big bang de hoy en día.
Imagínate, fue hasta Einstein y le explicó su idea hereje. Einstein le dijo: "Sus cálculos son correctos, pero su comprensión de la física es abominable". ¡Qué fuerte!
Pero, incluso después de que la idea de Lemaître fuera reivindicada por el descubrimiento de Hubble, los cosmólogos seguían torciendo la nariz. Un astrónomo británico, Sir Arthur Stanley Eddington, dijo: "Filosóficamente, la noción de un comienzo del orden actual de la Naturaleza me repugna. No veo ninguna salida, pero me gustaría encontrar una escapatoria genuina".
En 1949, durante una emisión de radio de la BBC, otro astrónomo británico, Fred Hoyle, defendió tercamente la TEA. Denunció la idea de Lemaître, describiéndola como "la hipótesis de que toda la materia del universo fue creada en un big bang en un momento determinado del pasado remoto".
Irónicamente, el término sarcástico de Hoyle, "big bang", se quedó grabado – pero no como él pretendía. Hoy en día, la teoría del big bang (el modelo cosmológico estándar, o MEC) es un dogma científico sagrado.
Pero aunque hemos recorrido un largo camino desde que Einstein despreció al pobre Lemaître, a la cosmología todavía le queda un largo camino por recorrer. Porque, el MEC tiene problemas serios.
Puede que se resuelvan algún día, pero por ahora, los cosmólogos todavía nos estamos preguntando: ¿Cómo empezó el universo?
Y ahora, ¿existe vida extraterrestre? A ver, tú miras al cielo por la noche, te maravillas de la inmensidad del espacio y piensas: ¡Tiene que haber alguien ahí fuera! Pero si es así... ¿dónde está todo el mundo?
Enrico Fermi, el físico ganador del Premio Nobel, hizo esa misma pregunta: "¿Dónde están?". ¿Dónde están en el universo todos los hombrecitos verdes?
Los astrónomos estiman que hay entre 100 y 200 mil millones de galaxias en el universo y entre 100 y 400 mil millones de soles solo en nuestra galaxia, la Vía Láctea. Así que parece razonable suponer que hay un sol por ahí orbitado por un planeta con vida.
Pero no hemos encontrado ninguno, y ningún hombre o mujer verde ha llamado nunca a la puerta de nadie. ¿Por qué no? Este rompecabezas se llama la paradoja de Fermi.
Los astrónomos han estado buscando formalmente a los hombrecitos verdes desde 1960, cuando Frank Drake utilizó el radiotelescopio más grande del mundo, en Arecibo, Puerto Rico, para escuchar señales de los hombrecitos verdes. No oyó nada parecido. ¡Qué chasco!
En los últimos años, los astrónomos planetarios han escudriñado el cielo en busca de planetas extraterrestres, o lo que llamamos exoplanetas. Utilizando los telescopios más potentes del mundo, incluyendo el poderoso Telescopio Espacial Hubble y la nave espacial Kepler, han encontrado pruebas de más de 4.300 mundos.
A ver, ten en cuenta que la mayoría de los exoplanetas están demasiado lejos para que los astrónomos puedan verlos realmente. Normalmente, inferimos su presencia por las oscilaciones que supuestamente causan en las órbitas de sus estrellas anfitrionas y/o por las sombras que supuestamente causan al pasar frente a las estrellas.
A partir de esas inferencias, los astrónomos estiman el periodo de rotación de un exoplaneta (su año solar), así como su diámetro y la distancia a su estrella anfitriona. A partir de esta información, podemos saber si el exoplaneta entra en la llamada zona de Ricitos de Oro. Es decir, si sus propiedades son "justas" para sustentar la vida.
De todos los exoplanetas que los astrónomos creen haber encontrado, ¿adivinas cuántos podrían tener hombrecitos verdes viviendo en ellos? La respuesta correcta es cero, ninguno.
Y eso según la NASA. En respuesta a una pregunta en su sitio web oficial de Exploración de Exoplanetas – "¿Hay algún exoplaneta parecido a la Tierra?" – la NASA responde: "Hemos encontrado muchos exoplanetas rocosos del tamaño de la Tierra, algunos de los cuales están en las zonas habitables de sus estrellas", pero "no hemos encontrado un planeta que pueda sustentar la vida como la Tierra. Hasta ahora, nuestro hogar es único en el universo". ¡Imagínate!
Hasta donde sabe la ciencia, nuestro sistema solar es único. La Tierra es única. Tú y yo somos únicos, ¡en todo el universo!
Entonces, ¿cuáles son las probabilidades de que algún día descubramos hombrecitos verdes?
A ver, a mí me empezó a interesar seriamente la exobiología – el estudio de las formas de vida extraterrestre – cuando era estudiante en la Universidad de Cornell. Tuve el privilegio de ser enseñado por Carl Sagan y Frank Drake, los padres de la búsqueda de inteligencia extraterrestre (SETI). De hecho, Frank fue miembro de mi comité de tesis doctoral.
Una de las principales lecciones que aprendí de ellos es que hay al menos dos razones por las que es casi imposible responder a la pregunta de si existen los hombrecitos verdes.
Primero, no es fácil saber qué constituye la vida.
Todo ser vivo en la Tierra está construido a partir de seis elementos químicos: carbono, hidrógeno, nitrógeno, oxígeno, fósforo y azufre (CHNOPS). Pero hay noventa y cuatro elementos naturales más veinticuatro sintéticos. ¿Es posible que una forma de vida completamente desconocida pueda ser creada a partir de elementos distintos del CHNOPS?
La respuesta corta es que no lo sabemos.
Los exobiólogos y muchos escritores de ciencia ficción han imaginado formas de vida hechas de silicio, boro o incluso germanio. Algunos imaginan formas de vida basadas no en el agua, sino en el amoníaco. Otros especulan sobre formas de vida no biológicas hechas de metal, plasma o pura conciencia.
Como no lo sabemos, las especulaciones son salvajes e interminables.
En segundo lugar, ni siquiera sabemos cómo empezó la vida en la Tierra, basada en el CHNOPS. La teoría de la evolución estándar (TEE) solo pretende explicar lo que le ocurre a la vida después de que empieza, no cómo empieza realmente.
Los biólogos evolutivos especulan que empezó por sí sola, una conjetura conocida como abiogénesis. En general, sus ideas se dividen en dos grandes categorías, las cuales suenan a ciencia ficción.
La primera categoría yo la llamo Vino del espacio exterior.
En este escenario, se imagina que los ingredientes esenciales de la vida – agua, aminoácidos y nucleótidos – llovieron sobre la Tierra desde algún agente externo – como un meteorito, un cometa o un extraterrestre espacial.
La otra categoría la llamo Vino de la laguna negra.
En este escenario, los ingredientes esenciales de la vida fueron ensamblados por algún proceso químico aquí mismo, en la tierra firme.
Pero incluso si alguna vez encontramos los tipos correctos de aminoácidos en meteoritos y cometas o los creamos en el laboratorio, todavía estaremos muy, muy, muy lejos de encontrar o crear vida real. Sí, los aminoácidos son los "ladrillos" de la vida. Pero se necesitan decenas de ellos enganchados correctamente. Y también deben plegarse en la forma correcta para crear una sola proteína sana.
Incluso entonces, las proteínas no son formas de vida. No pueden replicarse a sí mismas, una característica esencial de todo lo que se dice que está vivo.
Para eso, necesitas algo como una molécula de ARN, o ácido ribonucleico, para lo cual necesitas nucleótidos, ladrillos infinitamente más complejos que los aminoácidos o las proteínas. Hasta el momento, no se han descubierto nucleótidos en el espacio, ni hay pruebas irrefutables de que se hayan creado en el laboratorio sin ayuda y en un entorno que simule una Tierra primigenia.
Incluso si alguna vez encontráramos o fabricáramos nucleótidos, todavía estaríamos muy, muy, muy lejos de encontrar o crear vida real. Porque, además de los ingredientes materiales para la vida, necesitamos una cosa más: información.
En otras palabras, necesitaríamos una receta y un chef para mezclar los ingredientes en algo más que una mancha anodina. Sin la mano guía de la información, es muy poco probable que la vida útil de la Tierra, de 4.500 millones de años, sea suficiente para que el CHNOPS se ensamblen en aminoácidos, proteínas y nucleótidos, y luego para que esos aminoácidos, proteínas y nucleótidos se horneen accidentalmente en especímenes exquisitos como tú y yo.
Entonces, ¿cuáles son las probabilidades de que existan los hombrecitos verdes?
A ver, te presento la ecuación de Drake, que lleva el nombre de mi antiguo profesor Frank Drake. Da una estimación aproximada de cuántas civilizaciones inteligentes es probable que existan solo en la galaxia de la Vía Láctea.
La ecuación tiene en cuenta siete factores clave:
* R* = ¿Con qué frecuencia nacen soles cuya luz podría sustentar la vida inteligente?
* fp = ¿Qué fracción de esas estrellas tienen planetas?
* ne = ¿Cuántos de esos planetas, por sistema solar, tienen entornos adecuados para la vida?
* fl = ¿Qué fracción de esos planetas realmente albergan vida?
* fi = ¿Qué fracción de esos planetas portadores de vida tienen vida inteligente?
* fc = ¿Qué fracción de esas civilizaciones inteligentes emiten señales detectables al espacio?
* L = ¿Cuánto tiempo emiten esas civilizaciones señales detectables al espacio?
Drake y sus colegas calcularon que nuestra galaxia debería albergar entre 1.000 y 100.000.000 de civilizaciones inteligentes.
Esto significa que deberían existir entre 100 billones y 20 quintillones de civilizaciones inteligentes en todo el universo visible. Una verdadera explosión de hombrecitos verdes tecnológicamente avanzados.
Y sin embargo, a pesar del entusiasmo actual por la posible vida en Marte y el descubrimiento de exoplanetas, seguimos viviendo con la paradoja de Fermi. Cuando miramos o escuchamos en el espacio profundo con nuestros mejores y más exquisitos instrumentos, no encontramos ninguna prueba sólida de la existencia de hombrecitos verdes y solo oímos grillos.
¿Por qué?
Según un equipo de investigadores del Instituto del Futuro de la Humanidad de la Universidad de Oxford, es porque hemos estado asignando números demasiado optimistas a la ecuación de Drake. Queremos tanto que haya hombrecitos verdes que hemos sobreestimado enormemente el número de civilizaciones que podrían existir ahí fuera.
Cuando la gente de Oxford asignó valores realistas a los siete factores – basándose en una evaluación honesta de las incertidumbres que afligen nuestro mejor conocimiento químico, biológico, físico y astronómico – la famosa ecuación de Drake predice mucho, mucho menos que 1.000-100.000.000 de civilizaciones inteligentes por galaxia. El número medio cae a algo tan bajo como 0,00000000000000000000000000000000008 (es decir, un ocho precedido de treinta y cuatro ceros).
En un artículo presentado a la Proceedings of the Royal Society of London, los autores concluyeron: "Encontramos una probabilidad sustancial de que estemos solos en nuestra galaxia, y quizás incluso en nuestro universo observable". Si existe algún hombrecito verde por ahí, añaden los autores, está en algún lugar del arco iris, "muy posiblemente más allá del horizonte cosmológico e inalcanzable para siempre".